捷克共和国化学技术大学化学技术学院无机化学系--石墨烯比表面积对用于建筑的MOC-基复合材料性能的影响

文章研究了石墨烯比表面积作为掺杂剂对镁氯氧水泥(MOC)性能的影响。这种复合材料的开发是为了形成一种合适的高性能材料，作为常用的波特兰水泥的替代品。由于使用少量的石墨烯纳米片，它在保持良好的机械性能的同时，呈现出高度的生态友好性。对制备的三组样品(一组参考样品和两组不同粒径/比表面积的石墨烯复合材料样品)进行了广谱分析，以研究复合材料的化学、力学和微观结构性能的差异。在所用的分析方法中，进行了光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、能量色散光谱、傅立叶变换红外光谱以及各种力学、微观结构和宏观结构测试。结果表明，石墨烯纳米片的比表面积对材料的力学、化学和物理性能的影响较大，包括抗压和抗弯能力的大幅提高及此类材料总孔隙率的显著下降。这些结果可能有助于开发具有更好的力学性能和耐久性的MOC-石墨烯复合材料，并为近年来正在深入研究的石墨烯掺杂建筑材料领域做出贡献。

图1. G300和G750的BET分析。

图2. G300和G750的透射电镜（TEM）显微照片。

图3. 新型复合材料MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750的动态粘度和剪切应力。

图4. 养护14天后制备的样品照片，从左至右：MOC-REF、MOC-G300、MOC-G750。

图5. 从光学显微镜（OM）获取的MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750的照片。

图6. 样品MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750的衍射图。

图7. a)制备样品的化学成分；b)制备样品的元素图谱。

图8. 用扫描电镜（SEM）得到的MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750显微图像。

图9. MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750复合材料在400-4000 cm^-1范围内的中红外（MIR）光谱。

图10. MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750的累积孔容分布(14天试样)。

图11. MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750的增量孔体积分布(14天试样)。

图12. MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750的力学参数：(A)7天试件的抗压强度；(B)14天试件的抗压强度；(C)7天试件的抗弯强度；(D)14天试件的抗弯强度。

相关研究成果由捷克共和国化学技术大学化学技术学院无机化学系Anna-Marie Lauermannova等人于2021年发表在Journal of Building Engineering (https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103193)上。原文：The influence of graphene specific surface on material properties of MOC-based composites for construction use。